[发明专利]一种适用于低温环境的锂电池便携式安全充电系统及方法

权利要求书

1.一种低温电池安全充电的便携式系统，其特征在于：

所述系统具体包括以下主要功能模块：

低温供能源、供能源选择切换电路、供电调整电路、充电控制模块以及逆变模块；

其中，所述低温供能源采用全气候电池和/或耐低温电池和/或工频交流电，被设置成在充电时临时通过结构部件连接于锂电池附近，或者安装于锂电池端；低温供能源与供能源选择切换电路连接，用于实现供能源类别选择，和当供能源为全气候电池时的自加热选通；

所述供能源选择切换电路用于根据锂电池类型以及低温供能源类型，使所述低温供能源自产热和/或锂电池自产热；

所述供电调整电路用于对工频交流电进行整流、调压和隔离，输出直流电为完成加热升温的锂电池充电；

所述充电控制模块用于根据锂电池类型及其表面温度，确定是否满足充电条件；若是，则使所述低温供能源和/或锂电池停止加热并闭合供电调整电路进行充电；若否，则保持低温供能源和/或锂电池继续加热升温；所述充电控制模块还可用于对低温供能源提供电力；

所述逆变模块用于在为锂电池进行直流充电或者提供交流激励使锂电池自产热两种状态间切换；

所述便携式系统提供以下三种工作模式：

模式1：使用外部供能电池作为低温供能源为锂电池低温充电：通过外部供能电池提供直流电，经变换后通过逆变产生交流电实现对锂电池的交流加热；当温度达到合适温度后，转为直接使用直流电对锂电池进行充电；

模式2：使用工频交流电作为低温供能源为锂电池低温充电：通过将外部工频交流电变换为直流电后，通过逆变产生交流电实现对锂电池的交流加热；当温度达到合适温度后，转为直接使用直流电对锂电池进行充电；

模式3：使用工频交流电作为低温供能源为全气候电池与其他耐低温电池充电；

以上模式1和模式2针对锂电池使用，模式3针对作为低温供能源的全气候电池亏电时使用；

由上述工作模式提供以下a)单充电、b)单加热、c)加热后充电三种基础功能及组合规则：

a）单充电功能：

1）选择充电方式，充电方式包括恒流充电、恒压充电、恒流恒压充电方式；

2）设置充电参数，充电参数包括截止电压、充电电流、充电容量参数；

3）开始充电，达到设定充电结束规则后自动停止；

b）单加热功能：

1）选择加热方式，加热方式包括正弦交流电、方波交流电的高频交流电为电池加热；

2）设置加热参数，加热参数包括截止温度、加热电流幅值、频率、加热功率、被加热电池种类、容量参数；

3）开始加热，达到设定加热结束规则后自动停止；

c）加热后充电：

1）设置前述单充电模式充电方式及参数，单加热模式加热方式及参数；

2）开始单加热模式，达到设定加热结束规则后自动转为单充电模式；

3）到达设定充电结束规则后自动停止。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：以锂电池内阻直接作为低温生热元件，利用交流激励进行自发热，无需额外设置加热元件。

3.一种适用于低温环境的锂电池便携式安全充电方法，其特征在于：利用如权利要求1-2任一项所述的系统，所述方法具体包括以下步骤：

S1、将所述低温供能源输入与供能源选择切换电路连接；所述供能源选择切换电路对低温供能源类型及锂电池类型进行识别，充电控制模块感测锂电池表面温度，确定锂电池是否处于低温亏电状态；

S2、根据低温供能源、锂电池类型以及温度感测结果，在锂电池存在加热需求的情况下，提供相应的加热升温方式并设置相应的加热参数；

S3、当锂电池表面温度升高至脱离低温状态时，提供相应的充电方式并设置充电参数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：全气候电池作为所述低温供能源时，其在充电时临时通过结构部件连接于锂电池附近，供能源选择切换模块控制供电调整模块输出直流驱动所述低温供能源自产热。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：以锂电池内阻直接作为低温供能源，利用交流激励进行自发热。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述充电控制模块在低温供能源电力不足时，为其提供充电电力。